автореферат диссертации по разработке полезных ископаемых, 05.15.13, диссертация на тему:Исследование вибрации насосных агрегатов, возникающих под воздействием технологических факторов

На правах рукописи БЕЗУС АНЖЕЛА АЛЕКСАНДРОВНА

УДК 622.692.621.65л 68

ИССЛЕДОВАНИЕ ВИБРАЦИИ НАСОСНЫХ АГРЕГАТОВ, ВОЗНИКАЮЩИХ ПОД ВОЗДЕЙСТВИЕМ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ СНА ПРИМЕРЕ НАСОСОВ МАГИСТРАЛЬНЫХ НЕФТЕПРОВОДОВ) .

Специальность 05.15.13 - Строительство и эксплуатация нефтегазопроводов, баз и хранилищ

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Тюмень - 1996

Р Г Б ОД

V ; >ЕВ 1996

На правах рукописи БЕЗУС АНЖЕЛА АЛЕКСАНДРОВНА

УДК 622.692.621.65/. 68

ИССЛЕДОВАНИЕ ВИБРАЦИИ НАСОСНЫХ АГРЕГАТОВ, ВОЗНИКАЮЩИХ ПОД ВОЗДЕЙСТВИЕМ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ СНА ПРИМЕРЕ НАСОСОВ МАГИСТРАЛЬНЫХ НЕФТЕПРОВОДОВ)

Специальность 05.15.13 - Строительство и эксплуа-'злш нефтегазопроводов, баз и хранилищ

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Темень - 1996

Работа выполнена в Тюменском Государственном нефтегазовом университете

Научные руководители: доктор технических наук,

профессор В. Н. Антипьев; кандидат технических наук, доцент С. И. Перевосшков

Официальные оппоненты: доктор технических наук,

профессор В.А.Иванов, кандидат технических наук, профессор Н. А. Малвшин

Ведущее предприятие: Тюменское управление

магистральных нефтепроводов

Защита диссертации состоится "р.Ц" фЕЙраая 1996 г.

Д 064.07.02. при Тюменском Государственном нефтегазовом университете по адресу: 625000, г.Тюмень,ул.Володарского 38.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Тюменского Государственного нефтегазового университета.

Автореферат разослан "21)" января 1996 г.

Ученый секретарь диссертационного Совета . доктор технических наук,

в ._3_5_часов на заседании диссертационного

Совета

профессор

В. Д. Иантарин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Насосные агрегаты СНА) входят в состав многих технических систем и являются гидравлическими машинами, весьма чувствительными к гк.;; ^динамическому воздействие на них транспортируемого потока жидкости. Это воздействие часто носит негативный характер, что осложняет эксплуатацию как насосов , так и вклвчавщих их систем.

Отмеченное характерно для центробежных и шнеко-центробежных насосов, у которых при гидродинамическом воздействии на них потока, может наблюдаться разрушение подшипниковых узлов, рабочих колес и прочих конструктивных элементов насосов, снижение кавитационных и энергетических характеристик , повышение вероятности отказов.

Магистральный транспорт нефти и нефтепродуктов, оснащенный преимущественно центробежными и шнек'о--центробежными насосами, в рассматриваемом отношении не является исключением. Здесь негативное

гидродинамическое воздействие на насосы . в общем случае вызывается двумя группами факторов: внешними и внутренними..

К числу первых относятся гидродинамические переходные процессы в системах трубопроводного транспорта, вызываемые, главным образом, остановками насосно-силовых агрегатов С НСА).

Вторую группу факторов составляют отклонения режима работы перекачивающего оборудования от номинального или расчетного. Такие отклонения часто сопровождаются повышенной вибрацией насосов.

Природа вибрации гидродинамического происхождения у НСА рассматриваемых тийов к настоящему моменту изучена не в полной мере, в результате чего отсутствуют достаточно эффективные средства по ее снижению и ликвидации. Между тем сложившаяся в настоящее время в нефтепроводном транспорте ситуация отличается вынужденной эксплуатацией модного насосно-силового оборудования на нерасчетных режимах, в частности, с существенной недогрузкой их по производительности. Такая эксплуатация насосных агрегатов приводит к преждевременному износу оборудования, сокращению межремонтных периодов агрегатов и, как следствие, к более частим остановкам средств перекачки с дополнительным негативным гидродинамическим воздействием на них. Кроме того, эксплуатация насосов в отмеченном режиме ведет к увеличению энергозатрат на транспорт нефти, числу аварийных отказов и возрастанию опасности экологического ущерба от аварий, к перерывам в доставке одного из основных энергоносителей.

Отмеченное делает рассматриваемую проблему актуальной и особенно в области магистрального транспорта нефти и нефтепродуктов.

Цель и задачи работы. Целью настоящей работы является исследование влияния режимов работы НСА и содер!ащих их гидравлических систем Стехнологических факторов) на насосные агрегаты центробежного и шнеко-центро-бежного типов.

Поставленная цель достигалась решение« следусашх основных задач:

- теоретическим исследованием условий возникновения вибрации гидродинамического происхождения у расматриваемых типов насосов, работагщих на пониженных подачах с получением математических моделей исследуемых процессов;

- теоретическим исследованием условий возникновения гидродинамических возмущений на входе отклвчаемых насосных станций С НС) с аналитическим описанием исследуемого процесса.

- экспериментальной проверкой полученных теоретических зависимостей;

- разработкой на основе экспериментально-апробированных теоретических зависимостей мероприятий по снижение негативного воздействия исследуемых технологических факторов на насосные агрегаты центробежного и шнеко-центробежного типов, используемых в магистральном транспорте нефти и нефтепродуктов.

Научная новизна работы.

Получены теоретические зависимости, связываюаие технические и конструктивные особенности центробежных и шнеко-центробежннх насосов, а также технологические параметры данных насосов с уровнем их вибрации гидродинамического происхождения.

Получена математическая зависимость, описывавшая воздействие отключения НС на гидродинамику транспортируемого, потока на базе уподобления насосной станции с произвольной схемой соединения насосов одному эквивалентному ей НСА.

Практическая ценность работы. Полученные математические зависимости учитывает конструктивные особенности агрегатов и режимы их работы, что ' позволяет на их основе прогнозировать негативное влияние технологических факторов на насосные агрегаты. Такой прогноз может осуществляться при конструировании насосов, а также при проектировании и эксплуатации НС.

Реализация работы. Полученные в работе рекомендации по снижение негативного влияния технологических факторов на насосные агрегаты нашли своо применение в . подразделениях АО Сибнефтепровод.

При этом использование рекомендаций по снижению гидродинамического воздействия отключений НС и отдельных агрегатов на насосно-силовое оборудование обеспечивает подразделениям АО Сибнефтепровод экономический эффект в размере 150 тыс. руб.-год Св ценах 1991 г.), а применение рекомендаций по снижению вибрации НА, работающих с недогрузкой по производительности, - экономический эффект в 1060 тыс. руб./год Св ценах 1992 г.) для Нефтеюганского УМН.

Апробация работы. Основные положения и результаты исследований докладызались и обсуждались на I! Всесоюзной научной конференции "Нефть и газ Западной Сибири" Сг. Тюмень, 1989 г.); межгосударственной научно-технической конференции "Нефть и газ Западной Сибири. Проблемы дооичи и транспортировки" С г.Тюмень, 1993 г.).

П у б л и к а ц и и. По материалам диссертации опубликовано 10 работ, из них 8 статей, 2 тезиса докладов,

О о ъ е м работ и. Диссертационная работа состоит из введения, шести глаь, выводов, списка использованных

- е-

источников из 93 наименований. Общий объем работы 189 страниц, в том числе 19 таблиц, 20 рисунков.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность выбранной теш, сформулированы цель я задачи исследования.

В первой главе проведен анализ существующих работ, выполненных по тематике проводимых исследований.

Это работы двух направлений: работы, посвященные исследование! гидродинамических процессов внутри центробежных и шнеко-центробежных насосов и исследования нестационарности потоков во внешних сетях перекачивающих агрегатоз.

Согласно первого направления, при отклонении режимов работы центробежных и шнеко-центробежных насосов от оптимального режима наблюдается неустановившееся течение жидкости, вызванное гидродинамическим разбалансом проточной части насосов и проходящего через него потока яидкг .ти. При этом происходит искажение поля скоростей и поля давлений потока, что может вызывать образование вихрей на входе и выходе рабочего колеса и появление в определенных режимах обратных токов.

В соответствии с отмеченным для более глубокого раскрытия картины происходящих в насосах гидродинамических процессов были проанализированы работы, выполненные по следуошей тематике: работы, посвященные исследованиям-параметров потока в проточной части насосов, и работы по изучению условии образования вихрей и пульсаций давления в гидравлической части насосов.

- 7-

Работы по отмеченной тематике проводились достаточно широким кругом исследователей, в частности, Братиком В.П., Вертячих А. В., Гинзбургом С.И. , Горгироджаняном С. А. , Грянко Л.П., Зимницким В.А., Иваншиным A.A., Карелиным В.Я. , Козобковым А.А., Куценко В. А., Наконечным Л. П., Овсянниковым Б. В., Пальченко Л. В., Прохоровым Б. М., Рынковенко Н. А., Сазоновым A.A., Стеценко A.A., Чернышевым Э.А. , Шильманом А. X., Шкарбулем С. Н. и др.

Анализ существующих работ, выполненных по первому направлению, позволил сделать следующие выводы:

- вибрация гидродинамического происхождения может являться следствием неустановившегося течения жидкости внутри насоса;

- ротор насоса постоянно испытывает гидродинамическое воздействие со стороны потока жидкости и при любой достаточно выраженной периодически повторяющейся нестационарности потока это может вызвать колебания ротора и вибрацию агрегата;

- существует принципиальная связь между основными конструктивными параметрами насосов, режимом их работы и основными параметрами потока,способными вызывать вибрацию НА.

Работы второго из рассматриваемых направлений, касающиеся исследований нестационарности потоков во внешних сетях перекачивающих агрегатов, также многообразны и представительны, как вышеприведенные.

Из существующих работ в данной области били проанализированы те из них, которые посвящены исследованиям наиболее выраженной нестационарности потока в системах трузопроводнсго транспорта нефти. Таковой, способной в

наибольшей степени гидродинамически воздействовать на перекачивавшие агрегаты, является неустановившееся движение жидкости, вызванное частичной или полной остановкой НС.

Рассмотрению подобного вида неустановившегося течения жидкости посвящены труды достаточно широкого круга исся -дователей и организаций. В частности, работы Безруковой Л. А., Вязунова Е. В., Голосовкера Б. И.) Гусейн-Заде М. А., Другиной Л. И. , Каплан А. Л. , Кондаурова А. А. , Крикунец А.М., Мамедова Г.А., Петровой 0.Н., Рамазанова А.Д., Ращепкина К. Е., Юфина В. А., Яковлева Е. И, и др..

Анализ работ отмеченного направления, а также анализ физической сути явления показали, что гидродинамическое воздействие от отключений НСА и насосных станций в целом на оборудование нефтепроводов и перекачивавшие агрегаты в значительной мере зависит от технических и конструктивных

9

особенностей отключаемых насосов и НС.

Общий вывод по результатам анализа - существующих исследований в рассматриваемых направлениях:

- для разработки эффективных решений по снижению негативного влияния на насосы их недогрузки по производительности и отключения работающих агрегатов к станций необходимо продолжить работы в отмеченных областях на более широкой исследовательской базе и с учетом сложившихся условий эксплуатации нефтепроводов.

Вторая глава посвящена анализу статистических данных по вибрации насосно-силовых агрегатов ряда НС,-периодически работающих с пониженной производительностью.

Рассмотрение результатов анализа совместно с. выводами первой главы работы, а также с результатами соответствуюшях

исследований по измерение амплитуд и частот колебаний давления в различных точках проточной части насосов и конструкции насосных агрегатов позволило выдвинуть гипотезу о возможной причине вибрации насосов, работающих в режиме недогрузки по производительности.

Таковой предположительно является гидродинамическое рассогласование потока преимущественно с входной частью центробежного колеса и шнека соответственно у центробежных и шнеко-центробежных насосов. Это существенно увеличивает силовое взаимодействие между потоком н лопастями рабочего колеса или шнека, поэтому может Еьгавать вибрацию ротора насоса, а затем конструкции всего агрегата.

В третьей главе было осуществлено математическое описание движения жидкости в проточной части центробежного и шнеко-центробежного насосов, базирующееся на теоретически обоснованном и экспериментально подтвержденном С«ибо неопровергаемом) характере точения кидкости в подобных насосах. Это позволило получить математическую модель ииучаемогд процесса.

. Данную модель составили зависимости двух видов. '.Зависимости первого вида описывают силу гидродинамического воздействия потока на отмеченные выше рабочие органы насосов при недогрузке перекачивающих агрегатов по производительности. Эти зависимости для центробежных насосов имеют вид:

Гв = \1 0 ■ СЯ- Х2- (2) ,

где (р - сила воздействия потока жидкости на лопатку рабочего колеса насоса, Н;

Ху - г-р-5Шг[3^п ; р - плотность перекачиваемой насосом гшдкости, кг/м3; ^1л~ УГоп наклона лопаток рабочего колеса на его входе (за вход рабочего колеса с лопатками двоякой кркз-вианы (колеса нормальной быстроходности и быстро-быстроходные) принимается входное сечение колеса, представляющее собой боковув поверхность усеченного конуса и проходящее че'рез линию центров кривизны потока в осевой плоскости колеса, а также через точки, расположенные одновременно по центру потока в данном сечении и на входных кромках лопа-лопаток (сечение 1-1)), град;

П-п-П,

Р. =

60

1.

частота вращения ротора насоса, мин (О +

0. =

1 2

- диаметр входного отверстия рабочего колеса (в сечении 1-1) по переднему (покрывавшему) диску колеса, м;

- диаметр входного отверстия рабочего колеса (в сечении 1-1) по ступице колеса, м;

*2 =

па-(.с1ег * 31л) /:•!■(п-о] - ¿-б^

угол наклона потока к оси ротора насоса на входе жидкости в колесо (в сечении 1-1), град;

п

у - угол закручивания потока на входе в рабочее колесо, град;

К - коэффициент, учитывающий конструкцию рабочего колеса и для колеса одностороннего и двустороннего входа равный соответственно 1 и 2;

I - ширина потока в сечении 1-1 или длина боковой образующей усеченного конуса, представляющего собой входное отверстие рабочего колеса, м;

1 - число лопастей рабочего колеса;

- толщина лопастей рабочего колеса на его входе, м.

Для шнеко-центробетых насосов подобные зависимости в общей записи выглядят следующим образом:

где _ Г3 - сила воздействия потока жидкости на лопатку шнека шнека-центробежного колеса, Н;

У - комплекс величин, характеризующих физические свойства перекачиваемой жидкости, конструктивные и технические особенности шнека;

У - комплекс величии, характеризующих конструктивные и технические особенности шнека, м3/с;

Уз - параметр, характеризующий состояние потока на входе в шнек;

/СИ - комплексный параметр, зависящий от производительности, конструктивных и технических особенностей шнека.

Зависимости второго вида являются общими для центробежных и шнека-центробеишх насоссв. Они описывают

колебательный процесс, наблюдающийся в механической системе при воздействии на нее периодически действующей силы. С помощью зависимости данного вида была установлена связь между силой гидродинамического воздействия потока на рабочие органы насосов с параметрами вибрации НСА - виброскоростью и виброускорением.

Данная связь отражается следующими выражениями:

V = а' ■ 51п[г-ы-1 - (р - у)] • Г - Ь' ; 5 = а ■ сои[г-о>-1 - Ср - у)] ■ /" - Ь ,

где V - виброскорость, м/с;

о - виброускорение, и/с2;

Г - сила, вынуждающая колебания в рассматриваемой системе, Н;

а'; Ь'; а, Ь и у - комплексы,величин, характеризующие массу системы, участвующую в колебаниях, жесткость системы, ее демпфирующие качества и т. п.

0 - круговая частота, 1/с;

1 - время, с;

р - начальная фаза колебаний.

В четвертой главе были выполнены теоретические исследования по. определению воздействия на гидродинамику транспортируемого потока полной или частичной остановки НС. оснащенной несколькими агрегатами с различными схемами соединения их между собой.

Для решения данной задачи использовались результаты и^Еестных исследований в рассмотренной области.При эт"м были

проанализированы существуювде зависимости, описывавшие гидродинамическое воздействие на поток отключения одного перекачивающего агрегата. Из этих выражений было выбрано то, которое полнее отражает технические и конструктивные особенности отключаемого насоса, имеет приемлемую точность и в наибольшей мере отвечает решению поставленных в работе задач.

В дальнейших исследованиях было использовано уподобление насосной станции с несколькими агрегатами одному насосу эквивалентному станции по основным технологическим параметрам. При этом создалась возможность выбранное выражение для одного насоса использовать применительно к НС в целом. В результате отмеченных решений была получена зависимость для определения воздействия отключения НС на гидродинамику транспортируемого потока.

Полученная зависимость имеет следующий обвдй вид:

АР

где ДР - изменение давления на входе отключающейся НС, Па; ы - скорость звука в многониточных коммуникациях НС, и 'с;

и = ш • в ;

Ш 1

1 + 2 I =1

г й^ г - т

м ' I а }

{' *ДО- (■$]}' {' \IItN* }.

о . я

ы и Wj - скорость распространения звука соответственно

в основной и 1-той нитке нефтепровода, м/с; D( и Dj - внутренний диаметр соответственно основной и

i-той нитки нефтепровода, м; m - коэффициент из формулы Я. С. Дейбензона; Нэо и И { - соответственно напор всех отключаемых

насосов и напор станции в их исходном режиме, м; Qa, Qjq и 0? - соответственно исходная производительность всей станции, отключаемых насосов в исходном режиме работы и производительность оставшихся в работе агрегатов, м3 'с; , (* и к3 - параметры, определяемые для эквивалентного агрегата по зависимостям;

Лэ= 7,22 /--—3 ft, = arclg— ;

653,6 / : 1 *

«э = — -¿К-Р ' ■ +(б-0э) ;

- наружный диаметр рабочего колеса эквивалентного насоса,м;

К0 - коэффициент мощности дискового трения;

п0 - частота вращения вала НСЛ до его отключения,мин"1;

- момент инерции ротора эквивалентного насоса, кг-!/;

Q - о ■ ---

3 " 2 а

i=I-з "д

[..<■...[£)•■ Cf)'} ■■

£3 - подача одного из отключаемых насосов с рабочим колесом диаметром 0г, м3/с;

Н - напор одного из отклвчаемых насосов с рабочим копесом диаметром 0г, м.

Кроме приведенного варианта отмеченной зависимости был получен ее упрощенный вариант, который позволяет производить необходимые расчеты в производственных и прочих условиях, когда существует ограниченность информации о технических особенностях насосов отключаемой НС.

В пятой главе выполнялась экспериментальная проверка' полученных в предыдущих главах теоретических зависимостей.

Проверка аналитических выражений для определения параметров вибрации гидродинамического происхождения у центробежных насосов осуществлялась по результатам экспериментов, проведенных на действующей НПС с насосами НМ 10000-210. Для экспериментов был выбран насос, только что прошедший капитальный ремонт и принятый без замечаний по всем показателям, за исключением повышенной вибрации при его работе в режиме недогрузки.

Эксперимент состоял в измерении виброскорости в шести точках конструкции агрегата по различным направлениям при подачах, меньших номинальной. Измерение виброскорости осуществлялось в различных интервалах частотного спектра, характерных для НСА,и проводилось с пот-решностью 5%:

Полученные экспериментальные данные были подвергнуты

■ •

критической оценке с целью идентификации их как результата вибрации гидродинамического происхождения. Для этого был рассмотри уронено вибрации в различных интервалах

частотного спектра. Данное рассмотрение показало, что заметно больший уровень вибрации наблюдается в интервалах частот, характерных для гидродинамических процессов, происходящих в насосах центробежного типа.

Уровень вибрации на частотах, соответствующих несбалансированности вращающихся масс и прочим механическим дефектам агрегата, случайным гидродинамическим флуктуация« потока и так далее, значительно Ниже вибрации ранее отмеченной природы.

Кроме того,обращалось внимание на то, что интенсивность колебательных процессов на частотах, соответствующих последним Iз вышеприведенных причин вибрации, в ходе эксперимента оставалась практически неизменной при варьировании загрузки агрегата по производительности. В то время, как интенсивность вибрации на частотах, характерных для гидроди^ намических процессов, претерпевала существенные изменения.

Помимо отмеченного, при проведении эксперимента насосу обеспечивался гарантированно бескавитационный режим работы, что исключало вибрацию агрегата по причине кавитации.

Приведенные обстоятельства позволили рассматривать измеренную в процессе эксперимента вибрацию, как 'вибрацию гидродинамического происхождения и использовать полученные экспериментальные данные для проверки соответствующих теоретических зависимостей.

Данная проверка показала соответствие расчетных данных экспериментальным, как в качественном, так и количественном отношении. При этом расхождение между результатами расчетов и экспериментов находилось в пределах погрешности 11|)0ре.п."нннх экспериментов.

Проверка зависимостей по расчету параметров вибрации гидродинамического происхождения у шнеко-центробежных насосов осуществлялась по экспериментальным данным Бражника В. П. и Куценко В.А., которые являются результатом виброиспытаний насоса типа НМП 3600/2500,проведенных на специальном стенде. Целью рассмотренных испытаний являлось исследование вибрации технически исправного насосного агрегата при его недогрузке по производительности.

В ходе отмеченных исследований авторами варьировались параметры шнека, в частности, диаметр и угол установки лопастей шнека, что дало возможность получить достаточно представительный экспериментальный материал. Сравнение результатов расчетов по полученным в третьей главе настоящей работы формулам с частью отмеченных выше экспериментальных данных приведено на рис.1.

Как следует из рисунка, наблюдается в целом качественное совпадение расчета с экспериментом, а также достаточно удовлетворительное количественное соответствие расчетных и экспериментальных данных. Погрешность расчета в среднем составляет 2,3X, но не более 7% при общем изменении виброускорения на 92,4'/..

Наиболее существенное отклонение расчетных кривых от экспериментальных наблюдается в начальный момент возникновения вибрации по мере понижения подачи. Это можно объяснить некоторым непостоянством упруго-демпф"оуюшдх характеристик элементов колебательной системы - НСА. А при относительной стабилизации отмеченных характеристик, наблюдаемой при достаточно больших значениях вынуждающей силы, расчетные кривые практически совпадают с экспериментальными.

Результаты проведенных исследования по изучение технологической вибрации центробежных и шнеко-центробежных насосов , вызываемой гидродинамическим разбалансом проточной части подобных насосов с транспортируемым потоком, показывает, что в пределах погрешности экспериментальных данных ранее предполагаемая картина исследуемого явления и полученные на ее основе теоретические зависимости можно считать справедливым!.

Б заключительной части пятой главы экспериментальной проверке подверглась теоретическая зависимость для определения гидродинамического воздействия отклпчаодейся НС на транспортируемый поток нефти. Проверка осуществлялась по данным результатов испытаний, проведенных на НПС с насосами ИМ 10000-210 и двигателями СТД-8000.

Результаты проверки приведены на рис.2, согласно которого существует удовлетворительное соответствие расчета эксперименту.

Сравнение рассматриваемой зависимости с аналогичны?«! выражениями других авторов и организаций, приведенными в работе, показало бслыууа степень адекватности первой исследуемому процессу.

Б шестой глазе на основе полученных в предыдущих разделах работы экспериментально-апробированных зависимостей сьгли разработаны рекомендации по снижению отрицательного воздействия на насосы исследуемых гидродинамических процессов.

Б качестве наиболее эффективных средств рекомендовано:

- для центробежных нзсосер - своевременно заменять роторы с учетом их риорацианных характеристик, способных заметно сугать рабочую зону насосов;

-i0~

гко

т

»о

....... / V \

// // \ \\ \ \ \

... ^ 1 2 ^ \

бон

ШО

гт

то

а.пЧг

Рис. 1. Сравнение вибрационных характеристик НСА с расчетными параметрами вибрации при диаметрах . шнека О С1 - О = 0,517 м; 2-й - 0,472 м; 3 - 0 = 0,427 м)

---- расчетные значения

_ экспериментальные значения

йР.МПсЦо

Рис. 2. Сравнение расчетных данных с экспериментальными: I - отк.1по.эние одного агрегата из двух работающих; д - отключение оцного агрегата при одном первоначально работающем; Ш - отчтпчений двух агрегатов при дьух работаго.их. - 20-

-для шнеко-центробежных насосов - осуществлять изменение геометрических характеристик шнековых колес,в частности, уменьшать диаметры шнековых колес и углы установки лопастей шнека', увеличивать количество лопастей шнека;

- для центробежных и шнеко-центробежных насосов -устанавливать перед их рабочими колесами, центробежным и шнековым соответственно, направляющий аппарат для закрутки потока по направлению вращения рабочего колеса;

-при проектировании новых и реконструкции действующих нефтепроводов отдавать предпочтение двухниточнык вариантам магистралей или вариантам с лупингами достаточной протяженности;

-при частых сменах режимов работы НС, связанных с изменением схемы соединения насосов на станциях и с изменением количества подключаемых к НС ниток трубопроводов, настройку системы сглаживания волн давления проводить на режим со смешанной схемой соединения насосов и перекачкой по двум ниткам трубопроводов;

-при прочих равных условиях использовать на насосах роторы с возможно меньшим диаметром рабочего колеса;

-применять центробежные колеса с меньшей шероховатостью их дисков.

Практическая реализация перечисленных и прочих технических решений может быть осуществлена на основе полученных в работе зависимостей, из которых они вытекают.

ВЫВОДЫ :

1. Установлено, что из технологических факторов особо -21-

негативное воздействие на техническое состояние центробежных и шнеко-центробежных насосов оказывают:

-эксплуатация насосов при производительностях меньших номинальной подачи агрегатов;

-остановки перекачивающих агрегатов и насосных станций, в целом,

2. Установлено - в насосах, работающих с недогрузкой по производительности,наблюдается гидродинамическое рассогласование проточной части насоса с транспортируемым потоком, что приводит к удару жидкости соответственно о лопасти центробежных колес или шнеков на их входе и вызывает вибрацию перекачивающих агрегатов.

3. Получены математические модели гидродинамических процессов,происходящих в недогруженных по производительности насосах центробежного и шнеко-центробежного типов, которые связывают конструктивные •■ особенности насосов и технологический режим их работы с параметрами вибрации перекачивающих агрегатов.

Данная математическая модель проверена экспериментально в производственных условиях и по опытным данным других авторов. Проверка подтвердила в пределах погрешности экспериментов правомерность модели и положенных в ее основу воззрений о природе вибрации гидродинамического происхождения у исследуемых типов насосов.

4. Получена расчетная зависимость для определения

гидродинамического возмущения потока от полного или

■ •

частичного отключения НС, на основе уподобления НС с

рядом агрегатов, имеющих произвольную схему соединения,

одному насосу, эквивалентному станции по ' основный технологическим параметрам.

Зависимость для определения гидродинамического воздействия останавливавшейся станции на транспортируемой поток проверена по экспериментальным данным, полученным на действующей НС. Проведенная проверка показала, что данная зависимость имеет достаточную для практики точность и позволяет на ее основе разрабатывать технические решения по снижению отрицательного воздействия остановок насосных станций на насосно-силовое оборудование.

5, Полученные в результате исследований экспериментально-апробированные теоретические зависимости адекватно отражают изученные процессы и могут быть использованы для разработки реальных организационно-технических мероприятий по снижению негативного воздействия рассмотренных технологических факторов на техническое состояние насосных агрегатов как на стадии конструирования псосов, так и на стадиях проектирования и эксплуатации насосных станций.

СПИСОК. ПУБЛ!!КАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. ПереЕСдиков С. И., Безус А.А. Определение превышения давления в трубопроводе при отключении НС// _ Тезисы доклада П Всесоюзной конференции / Нефть и газ Западной Сибири. -Тюмень, 1989. - С. 88-89.

2. Перевоишков С. И. , Безус Л. А. К определению "кривой вибега" насосных станций при их отклпчэшш// НТС.

г,

Научно-ппонзЕодстЕенные достижения нефтяной промышленности в новых условиях хозяйствования. Сер. Транспорт нефти, зааита

от коррозии и охрана окружавшей среды. - М.: ВНИИОЭНГ, 1989. - Вып.1. - С. 4-5.

3. Безус Л.А., Перевощиков С.И. Влияние схемы соединения насосов на крутизну "кривой выбега" насосных станций// Нефтяное хозяйство. - М.: Недра, 1990. - N 7. -С. 59-S1.

4. Безус Л. А. Определение изменения давления в многониточных трубопроводах при неустановившемся течении жидкости/ Проблемы освоения нефтегазовых ресурсов Западной Сибири. - Темень. 1991. - С. 110-113.

5. Перевощиков С. И., Безус А. А. Исследование технологической вибрации насосно-силовых агрегатов магистральных нефтепроводов/ Проблемы освоения нефтегазовых ресурсов Западной Сибири. - Темень, 1992. - С.159-164.

6. Безус А.А., Перевощиков С.И. Влияние линейной части нефтепровода на крутизну "кривой выбега" НС// ЬГГЙС. Сер. Транспорт и хранение нефти и нефтепродуктов. - М.: ВНИИОЭНГ, 1992. - N 2. - С. 6-8.

7. Безус А.А., Перевощиков С.И. Влияние толщины стенки трубопровода на интенсивность гидроудара в нефтепроводах// Межвузовский сборник научных трудов/Проблемы освоения нефтегазовых ресурсов Западной Сибири.-Темень,1992. - С.127-131.

8. Перевощиков С. И., Безус A.A. О настройке системы сглаживания волн давления на НПС нефтепроводов// Нефтяное хозяйство. - М.: АО "Нефтяное хозяйство". Корпорация ЭиФОРС ЭНЕРДЖИ С США, шт. Техас), 1993. - N И. - С. 47-48.

9. Перевощиков С. И., Безус А. А. К исследование вибрации насосно-силовых агрегатов, используемых на магистральных нефтепроводах// Тезисы докладов межгосударственной научно-технической конференции/ Нефть и газ Западной Сибири.

Проблемы добычи и транспортировки. - Темень, 1993, - С.150-151.

10. Перевощиков С.И., Базус A.A. Вибрация насосно-си-ловше агрегатов магистральных нефтепроводов //"На^тяноо хозяйство", 1994. - Ü 10. - С.54-55.

Соискатель ' А.А.Базуо

Подписано к печати 19.01,96 Объем 1,0 п.л.

Тирая 100 экз. Заказ 23

Ротапринт ТюмШГУ, S25000, г. Тшень, ул. Володарского, 38